La prima metà del ventesimo secolo è stata determinante nello sviluppo della sicurezza elettrica in ambienti a rischio atmosfere esplosive.

In quegli anni ci furono incidenti molto onerosi in termini di danneggiamenti agli impianti e perdite di vite umane, l’eco suscitato da queste tragedie spinse lo sviluppo e la domanda di apparecchiature sicure per l’uso in miniera.

Negli Stati Uniti l’estrazione mineraria rappresentava un settore importante dell’economia di quell’epoca, l’estrazione del carbone e dei minerali ferrosi aveva spinto per tutto l’Ottocento la grande rivoluzione legata alla ferrovia e dall’economia che questa generava. 

Come avvenuto in Europa, anche sull’altra sponda dell’Atlantico l’evoluzione della tecnica e della normativa, sviluppata per migliorare la sicurezza del lavoro in miniera, trovò in un secondo momento applicazione in contesti diversi, nell’ambito della sicurezza elettrica in aree a rischio di atmosfere esplosive.

Nel 1910 il Congresso degli Stati Uniti instituì la creazione del “Bureau of Mines”. Attrezzature per l’uso nelle miniere a rischio grisou erano già state sviluppate dai primi del Novecento, ma questo ufficio aveva lo scopo di investigare il mercato ed istituire delle norme per garantire l’uso sicuro in miniera. 

Nel 1911 furono redatti degli standard per la costruzione di motori elettrici antideflagranti e dei test per valutarne l’efficacia. Tuttavia, questo primo sforzo non sortì l’effetto desiderato, essendo lo standard troppo vago e scarno. All’epoca, la tipologia di protezione più in voga era costituita da involucri dotati di sfiati che avrebbero dovuto ridurre la pressione in fase di esplosione. L’industria premeva per questa soluzione in quanto le custodie, progettate in base a questo criterio, erano decisamente più sottili e leggere. 

Con l'acquisizione di esperienza, lo standard fu esteso ed integrato più volte, i dispositivi vennero classificati in tre tipologie: la prima si riferiva a dispositivi che producevano scintille nel normale funzionamento (motori, fusibili, interruttori), la seconda a dispositivi che producevano scintille in caso di guasto (batterie, morsetti), la terza includeva dispositivi che potevano essere operativi anche al di fuori dell’atmosfera esplosiva (spina di un macchinario). 

I dispositivi che producevano scintille in funzionamento normale dovevano essere inseriti in custodie antideflagranti. Alcune immagini estratte dal United States Bureau of Mines Schedule 2F 1951 sono particolarmente significative. 

In figura 1, vediamo alcuni tipi di giunti e fissaggi usati in costruzioni elettriche approvate dal United States Bureau of Mines per l’uso nelle miniere grisuose. È evidente la parentela con i giunti a prova di esplosione di uso attuale.

Nella figura 2, vediamo alcuni esempi di ingressi cavo usati in costruzioni elettriche in equipaggiamento per miniere approvato dal United States Bureau of Mines, gli isolatori passanti e gli ingressi sigillati sono ancora oggi il caposaldo degli ingressi dei cavi nei dispositivi antideflagranti.   

Figura 1: alcuni tipi di giunti e fissaggi secondo lo United States Bureau of Mines Schedule 2F 1951

Figura 2: ingressi del cavo autorizzati secondo lo United States Bureau of Mines Schedule 2F 1951

Al di fuori dell’ambito delle miniere, si cominciò a parlare di luoghi pericolosi (Extra Hazardous Locations) nel National Electrical Code (NEC) nel 1923. 

Nel paragrafo 35A, intitolato dispositivi in Extra Hazardous Locations, si faceva riferimento a stanze o locali adibiti alla fabbricazione, uso o immagazzinamento di gas, liquidi, miscele o altre sostanze altamente infiammabili. Si vietava l’uso di apparecchiature che potessero creare archi o scintille, a meno che non fossero protette da custodie approvate allo scopo. 

Tutti i cablaggi dovevano essere eseguiti in conduttura metallica protettiva approvata (metal conduit) o in cavo armato, le luminarie dovevano essere dotate di globi a prova di vapore e muniti di gabbie protettive. Agli interruttori e motori idonei all’uso era interdetto il montaggio in prossimità di cappe o tubi di sfiato.

Negli Stati Uniti il percorso che portò allo sviluppo delle apparecchiature idonee all’utilizzo nelle aree a rischio di esplosione ha seguito un percorso pressoché parallelo all’Europa, affrontando il tema prima nell’industria mineraria ed estendendolo poi ai dispositivi elettrici nel NEC. 

L’uso di tecniche ancora attuali testimonia quanto i modi di protezione più tradizionali possano vantare una storia di affidabilità e sicurezza lunga più di un secolo.